يحتوي حمض الزبدة والذي يُعرف ايضاً بحمض البيوتريك على العديد من التطبيقات المهمة في الصناعات الكيميائية والغذائية والصيدلانية، واستهلاك حمض الزبد لإنتاج أسيتات السليلوز اللدائن الحرارية الزبدة هو استخدام رئيسي في الصناعة الكيميائية، ويلعب ثلاثي الجلسرين والإسترات الأخرى أيضًا دورًا مهمًا في المواد البلاستيكية.
مفهوم حمض الزبد واستخدامه
يستخدم حمض الزبدة لتزويد النكهات الغذائية مثل الزبدة، وتستخدم استراته على نطاق واسع كمضافات لزيادة رائحة الفاكهة في صناعة المواد الغذائية، وكواحد من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة الناتجة عن التخمير البكتيري للألياف الغذائية في القولون، يعتبر حمض الزبد مصدرًا رئيسيًا للطاقة لجسم الإنسان، كما يُعتبر مثبطًا لسرطان القولون.
تمت دراسة آثاره البيولوجية على نطاق واسع، والتي تشمل التأثير العلاجي لاعتلال الهيموغلوبين والسرطان وأمراض الجهاز الهضمي، وعائلة من العقاقير الأولية لأسيل أوكسي ألكيل الزبدات قيد التطوير السريري حاليًا، وكما تم تطوير مشتقات حمض الزبد لإنتاج أدوية مضادة للغدة الدرقية ومضيق للأوعية وتستخدم في التخدير.
عملية تخمر حمض الزبدة
تخمر حمض الزبدة هو سمة من سمات العديد من البكتيريا اللاهوائية الملزمة التي تنتمي بشكل رئيسي إلى جنس كلوستريديوم؛ عن طريق تحلل السكر، هذه قادرة على أكسدة السكر، وأحيانًا الأميلوز والبكتين، إلى البيروفات، ويتأكسد البيروفات بدوره إلى (acetylCoA) بواسطة نظام إنزيم البيروفات-فيفيروكسين أوكسيريدوكتاز، مع إنتاج ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.
يتم تحويل جزء من (acetylCoA) إلى حمض أسيتيك، مع إنتاج ATP ويولد الجزء الآخر (acetoacetylCoA)، والذي يتم تقليله إلى (butyrylCoA) من خلال إنتاج (β-oxybutyrylCoA و crotonylCoA)، ويؤدي تحويل (butyrylCoA) إلى مادة الزبدات إلى زيادة إنتاج ATP، وبالتالي، فإن عملية التخمير هذه تنتج إنتاجية عالية نسبيًا من الطاقة، مع 3 مول من ATP لكل مول من الجلوكوز، ويمكن أيضًا إنتاج كميات صغيرة من الإيثانول والأيزوبروبانول.
التخمير الزبدي شائع جدًا في السيلاج عندما لا يكون الرقم الهيدروجيني منخفضًا بدرجة كافية لضمان النشاط الحصري لبكتيريا حمض اللاكتيك، ويتسبب ثاني أكسيد الكربون الناتج أثناء التخمير الزبداني أيضًا في زيادة درجة الحموضة في السيلاج، وبالتالي تعزيز المزيد من التخمير الزبداني، وبعض البكتيريا، مثل (Clostridium acetobutylicum)، حيث تنتج أحماض أقل ومنتجات أكثر حيادية، وبالتالي تقوم بتخمير الأسيتون بيوتانول، وكان لهذا التخمير أهمية كبيرة خلال الحرب العالمية الأولى بسبب الحاجة إلى الأسيتون لإنتاج الذخائر.
